Ton、Solana、Ethereum 2.0の比較

翻訳：メタカット

まとめ

元のトンホワイトペーパー[1]が2017年に書かれて以来、SolanaやEthereum 2.0など、多くの新しいブロックチェーンプロジェクトが登場しています。この記事では、Tonをより代表的なブロックチェーンプロジェクトのいくつかと比較します。

1。比較フォーム

トンのオリジナルホワイトペーパーのセクション2.8および2.9に従って、ブロックチェーンプロジェクトの分類の正式な比較

1.1比較ガイド

次の基準に基づいてブロックチェーンプロジェクトを分類します。これらは、トンホワイトペーパーのセクション2.8で詳細に説明されています[1]：

• シングルブロックチェーン/マルチブロックチェーンプロジェクト

• コンセンサスアルゴリズム：POW（証明のステーク）） / POS（証明のステーク）

• POSプロジェクトの場合、正確なコンセンサスアルゴリズム（DPOやBFTなど）

• 任意の（チューリングコンプリート）スマートコントラクトをサポートするマルチブロックチェーンプロジェクトの場合、さらに考慮する必要がある問題：
  1＆gt;メンバーブロックチェーンのルール：均一で不均一な、混合
  2＆gt;メインチェーンの存在
  3＆gt;シャーディング、静的、動的なシャードのネイティブサポート
  4＆gt;ブロックチェーン間の相互作用：ゆるい結合/タイトな結合

さらに、ブロックチェーンプロジェクトの簡素化された分類は、トンホワイトペーパーの2.8.15 [1]の2.8.15に導入されており、最も人気のあるブロックチェーンプロジェクトの基本的な特性を含むテーブルがセクション2.9の冒頭に記載されています。

2。ソラナ

2.1ソラナの概要

Solana [2]は2020年代のやや珍しいプロジェクトでした：それは特殊なトランザクションの非常に迅速な実行のために最適化された単一のブロックチェーンプロジェクト。この点で、それはEOS [8]（2016年から2018年に開発）の前身であるBitsharesプロジェクト[9]（2013-2014に開発）に似ています。しかし、DPOの代わりに、PBFT [10]タワーコンセンサスと呼ばれるバリアント[3]。Solanaは、1秒あたりのブロックを生成すると主張していますが、これはコストがかかります次のブロックは、前のブロックが完了する前に生成されます（公式ブログ投稿[4]、「PBFTとは異なり、タワーコンセンサスは一貫性よりも活動を好む」）。これにより、短いフォークが作成される可能性があります。世界中のさまざまな場所にバリデーターが配布されると、実際の生活の中でブロックを完了するには、複数のラウンド旅行が必要です（楽観主義のPBFTは本質的に3フェーズのコミットプロトコルです）ため、最良のケースには数秒かかります。公式文書の説明は、16ラウンドの投票の後にブロックが通常確定されていることを意味しているようで、各ラウンドは約400ミリ秒続くと予想されています。これは、完了時間の6.4秒を意味します。

Tower Consensusは、公式にはPBFTのバリアントになりながら、DPOSコンセンサスプロトコルよりも優れていると言えます。

Solanaのもう1つの興味深い機能は、非常に単純な事前定義されたトランザクションを実行するために高度に最適化されていることです。、これらのトランザクションはアカウントデータを変更しませんが、アカウントの残高は除外される場合があります。これにより、トランザクションの大規模な並列実行と検証が可能になります。この点で、SolanaはDPOを使用しているEOSの前身であるBitshares（短いブロック生成時間と長いブロックの完了時間）に似ています。非常に単純な事前定義されたトランザクションの大規模な実行のために最適化されています。それを超えて、Solanaは、ハイエンドGPUでのトランザクションの正しい順序の検証が、これらのトランザクションを生成するのにかかる時間よりも1000倍速くできるように設計されています。

最終的に、Solanaは、1秒あたり最大700,000の単純なトランザクションを実行できると主張しています（[11]による実際の数は700,000ではなく65,000です）。アカウントすべてのデータはRAMに適しています（翻訳者の注：ランダムアクセスメモリ）。繰り返しますが、これは数年前のBitshares [9]のコミットメントと非常に一致しています。主な違いは、bitsharesと比較して、Solanaは、ブロックチェーンソフトウェア用の未処理のトランザクションタイプをサポートしています;この目的のために、Berkley Packetフィルターと呼ばれる仮想マシンバリアントが使用され、マシンの事前コンパイルプログラムをSolanaブロックチェーンにアップロードし、トランザクション[12] [13]で参照できます。しかし、多くの場合、引用されたパフォーマンスメトリックは非常に単純な事前定義されたトランザクションにのみ関連しており、すべてのアカウントのすべてのデータがRAMに入れられる状況にのみ適用されるため、Bitsharesとの比較はまだ有効であると思います。

要するに、Solanaは、Ton White Paper [1]の用語2.8.15の「第3世代のブロックチェーンプロジェクトの代替」であり、最終的にはEOS [8]の前身であるBitshares [9]に非常に似ていますが、最適化。それは正式には完全に複雑ですが、実際に複数の事前定義されたタイプの非常に単純なトランザクションを実行するか、より少ない数の一般的なトランザクションを実行できます。将来のハードウェアアップグレードの後、1秒あたりの簡単なトランザクション（実際の数は700,000ではなく65,000のようです[11]）。それは本質的に非スケーラブルなプロのシングルブロックチェーンプロジェクトです、完全な再設計がなければ、破片やさまざまな作業チェーンをサポートすることはできませんか、不可能です（2.8.16のホワイトペーパー[1]を参照して、そのような再設計が非常に困難である理由を説明します）。この点で、それはEOS [8]と比較されます。TONは、複雑なスマートコントラクトを即座に展開できるようになります。これにより、コンセンサスメカニズムがより短いトランザクションを持ち、最終確認時間をブロックし、おそらく最も重要な動的シャードをブロックするため、より高いレベルのセキュリティを提供できます。負荷が増加すると、後者はブロックチェーンをより多くのシャードチェーンに自動的に拡張しますしたがって、単一のブロックチェーンアーキテクチャ（Solanaなど）で達成することが不可能なスケーラビリティを提供します。

当然のことながら、Solanaの前任者、他のシングルブロックチェーンまたはShardのサポートのないEOSのようなゆるく結合したマルチブロックチェーンプロジェクトは、初期段階で壮観に見えますが、短命であることが判明しました。これらの概念は、後の段階でのスケーラビリティと安定性に悪影響を与える制限に必然的に影響するため。2021年9月Solanaブロックチェーンの初期兆候[5]クラッシュは、「メモリオーバーフローを引き起こす」トランザクションの予期しない急増の後、ブロックチェーンが実際に17時間停止したことを示唆しています。この失敗を説明する公式の文書から引用されています。サーバーは、1つのデータセンターまたは近くのデータセンターにあります。

2.2メタファー：ソラナは超蒸気機関車です

ソラナは、有名な固有の制限を極端に押し上げる時代を超越したエンジニアリングアプローチの興味深い例です。そのため、テクノロジーの歴史におけるいくつかの同様の物語を思い出させてくれます。

そのうちの1つは、1938年にイギリスのLNER A4 4468 Mallard Steam機関車が設定した203 km/hの世界記録です。通常の旅客サービス中に、これらの平均速度に達しませんでしたが、代わりに150 km/hの速度で動作しました。ただし、当時、すべての機関車、蒸気機関車、ディーゼル、または電気機関車の世界記録を保持していました。それにもかかわらず、それは技術的な行き止まりであり、日本の新人、フランスのTGV、ドイツの氷など、後の高速列車はすべてマルチユニットの電気列車でした。興味深いことに、これはすべての最新の高速列車に当てはまります。

マルチユニットの電車は、蒸気機関車によって引っ張られる従来の列車ではなく、各車に1つのエンジンまたは複数のエンジンさえあることを意味します。シャードの力が見えます。1938年でさえ、未来が電車に属していたことが明らかだった理由がわかります。電気エンジンを簡単に拡張して列車全体に配布することができ、蒸気エンジン技術をこのように拡張できませんでした。

頭に浮かぶ2番目の技術的ストーリーは、2000年初頭のIntel’s Pentium 4 CPUです。Intelは、これらのプロセッサのクロック周波数を数年以内に10 GHzに徐々に増やし、前例のないパフォーマンスレベルに達することを約束します。実際には、Pentium 4は通常、実際のコードを実行しており、前世代のPentium 3よりもクロック周波数が低く、Intelは4 GHz境界に達した後、最初の約束されたクロック周波数の成長を達成できません。その後、IntelはCPU開発ロードマップを完全に再考しました。基本的には、クロック速度が低い（Intel XeonまたはIntel Core 2と改名）があるが、物理デバイスにインストールされているCPUコアの数が増えているため、Pentium 3アーキテクチャに復元します。このアプローチは、よりスケーラブルで耐久性があることが証明されており、必要に応じて64コアプロセッサを購入できます。同じ、コンピューティングコアをより速く速くするメソッドの障害に基づいて、マルチコアメソッド（ブロックチェーンのマルチユニット列車や破片と比較できます）が実現可能であることが証明されています。。

3番目のテクノロジーのストーリーは、1970年代と1980年代に人気になったCrayなどのスーパーコンピューターのストーリーですが、後に数千の商業CPUのクラスター、通常はIntelおよびAMD CPUのサーバーバージョンのクラスターに置き換えられました。今日、トップ100のスーパーコンピューターはすべて商用CPUクラスターです。また、「シャシング」または「マルチユニットシステム」は、単一ユニットシステムの超最適化を打ち負かします。

私たちは、SolanaをSuper Steam機関車と比較することにより、技術史の探求を終わらせたいと考えています。これは、古代の技術的パラダイムのすべての可能な技術的最適化を利用しますが、最終的には不安定で技術的な行き止まりです。私たちは、これらの技術的な奇跡の設計と実行に採用する独創性を称賛し、賞賛することができます。

3。イーサリアム2.0

TonとEthereum 2.0の比較は、2022年現在のEthereum 2.0の開発と展開がまだ不完全であるため、少し複雑です。現在知られていることを説明しましょう[6] – [7]。

Ethereum 2.0への移行は、いくつかの段階で実行されます。まず、新しいビーコンブロックチェーン（ビーコンチェーン）が展開されます[6]（その役割は、元のトンホワイトペーパー用語のメインチェーンに似ています）。このビーコンブロックチェーンは、Casperと呼ばれる生のPOSコンセンサスアルゴリズムを使用します。その主な目的は、最大64のシャードチェーン（最後のブロックのハッシュ値）の状態を登録することです。推奨されるPOSアルゴリズムの珍しいことは、少量のETH（32 ETH（あたり32 ETH）を賭ける多数のバリデーター（少なくとも16,384）さえ含まれることです。これらのバリデーターは、本質的に通常のイーサリアムノードですが、32個のエーテルコインを誓約する必要があります。ブロックおよびメモリプールの伝播に関連する一般的なイーサリアムネットワークの問題に加えて、これらのノード間に特定の通信は必要ありません。この点で、Ethereum 2.0は異常に「民主的」であるように思われます（他のほとんどすべてのPOSブロックチェーンプロジェクトは非常に「oligarchycalical」であり、特定の瞬間に実際にブロックを作成することに関与する数十または最大数百のバリッターが関与しています）。ただし、これには価格があります。ビーコンブロックチェーンと64のシャードチェーンの両方の場合、ブロック確認時間は約10〜15分であるようです。言い換えれば、人は自分の取引が実際に完了することを確認するために10〜15分待たなければなりません。

遷移の第2フェーズに想定されると、既存のEthereum 1.0（POW）ブロックチェーンを新しいビーコンブロックチェーン（例：ゼロシャードチェーン）に関連付けられた64のシャードチェーンの1つに変換することが含まれます。その後、Powコンセンサスメカニズムは無効になり、EthereumはPOSブロックチェーンであり続けます。

最後に、第3フェーズには、63の他のシャードチェーンの作成が含まれます[7]。このようにして、イーサリアムは64のシャードチェーンで構成されます。その1つは古いイーサリアム1.0ブロックチェーンと、主にステーキング、カット（不正行為の検証装置を罰する）、およびメインチェーンの登録を主に削減（不正行為者の罰）に取り組むビーコンブロックチェーンで構成されます。シャードチェーンハッシュ値の。

この段階で、新しい63のシャードチェーンの正確な機能が何であるか、そしてこれらのシャードチェーンがどのように相互作用するかは不明です。この情報がなければ、マルチブロックチェーンシステムの比較を真に完了することはできません。ただし、シャードチェーン間にメッセージの渡された場合、メッセージを送信したシャードチェーンブロックが最終的に決定されるまで、別のシャードチェーンで処理できるようになるまで、10〜15分待たなければなりません。。これが、シャードチェーンの相互作用が現時点で考慮されていない理由のようです。さらに、現在の追加のシャードは、EVMスマートコントラクトをまったく実行できないはずです（ただし、これは将来再考できる兆候がいくつかあります）[7]。代わりに、分散元帳の追加データストアとして使用する必要があります。代わりに、任意のスマートコントラクトを実行するために使用されません。 2.9.10元のトンホワイトペーパー）。

このように、Ethereum 2.0は、シャードチェーンの相互作用や、さまざまなシャードチェーンに存在するスマートコントラクト間のメッセージなどの問題を完全に回避しているようです。。代わりに、Ethereumの将来のユーザーは、無関係なサイドチェーンですべてのトランザクションを実行し、Ethereum 2.0シャードチェーンを使用してこれらのサイドチェーンの最終状態を完了することが期待されています。この意味で、Ethereum 2.0は、現在の15のトランザクションから1秒あたり数万のトランザクションに拡大できると主張しています。一貫性と最終性の保証が異なるさまざまなタイプのトランザクションがあるため、この声明は誤解を招くと信じています。現在、1秒あたりの15のトランザクションは、近い将来に約束された数万の「トランザクション」が完全に異なり、参加者の数が限られている非常に専門的なトランザクションである可能性があります。それらが生産された後に見える。また、Lightningネットワークの有無にかかわらず、ビットコインのパフォーマンスと比較することもできます。

ただし、この場合、トンブロックチェーンシャードチェーンスマートコントラクトに存在する予定の支払いネットワーク内のすべての可能な支払いチャネルや「トランザクション」を含む、トンブロックチェーンへの参照も許可される必要があります。したがって、Ethereum 2.0が1秒あたりの「トランザクション」を実行できるという主張を受け入れると（実際にはSidechainおよびPayment Channel Transactionsを指します）、Tonは毎秒何十億回も実行できます。」貿易”。

要するに、Ethereum 2.0は、EVMとスマートコントラクトインタラクションモデルを完全に再考せずに解決することはできません（詳細については、元のトンホワイトペーパー[1]を参照してください。情報の）、および63の追加のシャードチェーン（完了時間の10〜15分）で元のイーサリアムブロックチェーンを拡張して、サイドチェーンと支払いチャネルの最終状態のみを保存します[7]。これは少し敗北主義者の練習であり、世界の2番目のコアブロックチェーンプロジェクトがより野心的であると予想されるでしょう。チューリングの完全なスマートコントラクトを導入したのは最初です！

Envision and Testingの現在の形式では、Ethereum 2.0の目標は、既存のTON実装が達成した速度と汎用性のレベルに到達しないことです。

4。結論

トンブロックチェーンはもともと2017年に想定され、説明されていました。そのホワイトペーパー[1]は、トンによって行われたデザインの選択が、スマートコントラクトの論理に関与することなく、将来何百万秒ものトランザクションを処理できる真にスケーラブルなブロックチェーンプロジェクトを構築するために必要と思われる理由を注意深く説明しています。相互作用。そのため、Tonは当時の唯一の5世代ブロックチェーンプロジェクトとして選択されました。

それ以来、新しいブロックチェーンプロジェクトが登場しています。人々は、トンホワイトペーパーで議論されている古いブロックチェーンプロジェクトのすべての制限を克服することを期待し、ブロックチェーン開発へのいくつかの新しいアプローチを提案するかもしれません。代わりに、2017年でさえすでに時代遅れだったという考えに再び現れるブロックチェーンが表示されます。たとえば、2019年以降に設計されていますが、Ton White Paperの条件で、本質的に非スケーラブルな「第3世代のブロックチェーンプロジェクト」に代わるものです。Solanaが同様のパフォーマンスを提供すると主張する一見顕著な2013年プロジェクトとの繰り返し比較に不満を抱いている場合、正当な理由があるかもしれません。設立後9年後にも同様に困難に直面します（つまり、2028年）。さらに、元のトンホワイトペーパーで説明されている理由により、その固有の非スケーラビリティを克服するために、後でソラナにシャードを追加することはほぼ不可能です。私たちを失望させるもう1つのブロックチェーンソリューションは、Ethereum 2.0であり、基本的にEthereumの主な成果を相殺します。チューリングの完全なスマート契約と、結局は特に有用ではないと主張しています。一方、Eth​​ereum 2.0は、Solanaに関連する上記の一般原則を示しています。これらの問題を念頭に置いて、シャードとスケーラビリティを最初に設計されたブロックチェーンプロジェクトに変換することはできません。

2022年の時点で、トンブロックチェーンは、数少ない真にスケーラブルなブロックチェーンプロジェクトの1つであり続けています。そのため、将来のスマートコントラクトトランザクションが必要な場合は、1秒あたり数百万のトランザクションを実行できる、最も先進的なブロックチェーンプロジェクト（元のホワイトペーパーでは「5番目の世代」）、および1秒あたり数千万の実際のグラフを実行することができます。小さな内部変更のみ。それは、その創立から5年間、ユニバーサルブロックチェーンテクノロジーの最前線にとどまります。

2017年以来、さまざまなテストネットワークとメインネットの高性能により、過去数年間に開発されたTONテクノロジーの実装に基づいて、TONホワイトペーパーで提案されているアーキテクチャアプローチの効率性がさらに検証されています。

参照

[1]トンホワイトペーパー、オンラインhttps://ton-blockchain.github.io/docs/ton.pdfをご覧ください

[2] Solana：高性能ブロックチェーンV0.8.13の新しいアーキテクチャ、https：//solana.com/solana-whitepaper.pdf

[3]タワーBFT：SolanaのPBFTの高性能実装、17.07.2019、https：//medium.com/solana-labs/tower-bft-solanas-high-performance-implementation- of-pbft-4647259 11e79

[4] 8イノベーションは、Solanaを最初のWebレベルのブロックチェーン、https：//solana.com/news/8-innovations-that-make-solana-the-firsws-scale-blockchainにします

[5]説明：システムの中断がソラナの大規模なアクティビティを中断する方法、https：//www.cnbctv18.com/cryptocurrency/solana-sol-token-solana-outage-cryptocurrency-1082571.htm

[6]最初にビーコンチェーンEthereum 2.0インタープリター、https://ethos.dev/beacon-chainを読む必要があります

[7] Ethereum Upgrade：Sharded Chain、https：//ethereum.org/en/roadmap/danksharding/

[8] eos.io技術ホワイトペーパー、https：// gith ub.com/eosio/documentation/blob/master/technicalwhitepaper.md

[9] S.ラリマー、歴史の歴史、2013年、https：//docs.bitshares。org/bitshares/history.html

[10] M. Castro、B。Liskovet al。、実用的なビザンチン断層耐性、オペレーティングシステムの設計と実装に関する3回目のシンポジウム（1999）、p。http://pmg.csail.mit.edu/papers/osdi99.pdf

[11] Crtomir Ipavec、Solana、https：//medium.com/crypto-articles-randomly/solana-9c432a1b84a8

[12] https://docs.solana.com/developing/on-chainprograms/

[13] https://docs.solana.com/developing/programming-model/